一种编码植物多功能活性和广谱抗性细胞信号因子的基因hrpN****及其表达产物Harpin****制造技术

本发明专利技术公开了一种编码植物多功能活性和广谱抗性细胞信号因子的基因ｈｒｐＮ↓［Ｅｃｃｓ］及其表达产物Ｈａｒｐｉｎ↓［Ｅｃｃｓ］蛋白质，ｈｒｐＮ↓［Ｅｃｃｓ］基因来自胡萝卜软腐欧氏杆菌（Ｅｒｗｉｎｉａ　　ｃａｒｏｔｏｖｏｒａ　　ｓｕｂｓｐ．　　ｃａｒｏｔｏｖｏｒａ）白菜软腐菌变种ＣＳＤＳ００１菌株，具有以下属性：（１）编码区共计有１０７１个核苷酸；（２）富含甘氨酸密码子，缺少半胱氨酸密码子；（３）与来自胡萝卜软腐欧氏杆菌褐腐致病菌（Ｅｒｗｉｎｉａ　　ｃａｒｏｔｏｖｏｒａ　　ｓｕｂｓｐ．　　ｃａｒｏｔｏｖｏｒａ）Ｅｃｃ７１和Ｅｃｃ１菌株的ｈｒｐＮ↓［Ｅｃｃ］基因分别享有９３％和９２％的同源性；（４）与来自胡萝卜软腐欧氏杆菌黑腐致病菌（Ｅｒｗｉｎｉａ　　ｃａｒｏｔｏｖｏｒａ　　ｓｕｂｓｐ．　　ａｔｒｏｓｅｐｉｔｉｃａ）ＳＣＲ１１０４３和ＳＣＲ１１０３９菌株的ｈｒｐＮ↓［Ｅｃｃｓ］基因分别享有８９％和８８％的同源性。该基因表达产物Ｈａｒｐｉｎ↓［Ｅｃｃｓ］蛋白具有多种功能活性，能诱导植物产生抗病性、驱虫性和抗逆性，并促进植物生长发育和提高产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物基因工程领域，特别是涉及一种胡萝卜软腐欧氏杆菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora)白菜软腐菌变种CSDS001菌株hrpNEccs基因以及此基因通过生物技术方法提高植物多功能活性和广谱抗性并改良植物品质的应用。
技术介绍
植物在长期的自然选择和进化过程中，逐渐形成了响应各种环境胁迫影响的遗传因子。植物病原物就是影响植物生长发育的重要环境因子之一。研究表明，植物与病原物之间的相互作用受双方基因型的组合调控。通常，在寄主植物抗病-感病等位基因与病原物无毒-毒性基因的相互作用中，寄主植物抗病基因和病原物无毒基因均表现为显性。在自然界中，植物抗病表型是普遍的，而感病表型仅在特定情况下发生。一种病原物所能侵染并定殖的植物总是少数，多数植物对该病原物是非寄主性的，并对其侵染表现出抗性。现代分子植物病理学揭示，植物病原细菌既有其致病性，也有诱导植物产生抗病性和促进生长的能力，而决定这种能力的基因是植物病原细菌的hrp(hypersensitive response and pathogenicity)基因簇。hrp基因决定着植物病原细菌在非寄主植物上激发过敏反应(hypersensitive response onnon-host plants，HR)的能力和在寄主植物上的基本寄生性或致病性(parasitism or pathogenicity on host plants)。HR是植物一种局部的、快速的细胞编程死亡形式，是植物主动抗性的结果，其抗性作用不仅表现在对病原细菌侵染扩展的限制，而且能进一步诱导植物体内产生类似免疫机制的系统获得性抗性反应。20世纪90年代初，韦忠民等(Wei et al.1992)首先从E.amylovora的e.coliDH5α表达克隆中分离纯化出一种由hrpNEa基因编码的、能激发烟草过敏反应的蛋白，定名为HarpinEa(44kda)。以后有人又相继从E.carotovora subspcarotovora、E.chrysanthemi、P.s.syringae、P.s.pv.glycinea、、P.s.tomato、R.solanacearum中克隆到编码Harpin类蛋白的基因，并成功表达了这些蛋白，如HarpinEcc，36kda，Mukherjee A.1997；HarpinEch，36kda，Bauer D.W.1995；Harpinpss，34.7kda，Preston G.1995；HarpinPsg，35.3kda，Preston G.1995；HarpinPst，36.5kda，Preston G.1995；HarpinXoo，15.3kda，闻伟刚2001；HarpinXooc，15.6kda，闻伟刚2001等。迄今为止，所有这些Harpin类蛋白差不多都具有以下分子特征(1)亲水性；(2)对热稳定，100℃处理10分钟不会失活；(3)对蛋白酶K和紫外线敏感；(4)富含甘氨酸而缺少半胱氨酸；(5)水溶性酸性蛋白；(6)无四级结构。最近的研究表明，Harpin类蛋白可能在植物的信号通路中起着重要作用。研究人员用Harpin处理拟南芥，发现拟南芥中Cl、Ca、K、H、Cu、Zn离子通道以及各种氧化酶被激活，这些氧化酶包括ACC合成酶、抗坏血酸氧化酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶、Cu分子伴侣前体等等。现在通常认为，植物细胞壁中广泛存在Harpin蛋白的受体，即Harpin结合蛋白(Harpin-binding proteins，HrBP)，Harpin可以通过与这些受体蛋白HrBP结合激活植物中的多条信号通路。这些信号通路大致可以分为以下三类(1)与植物抗病和驱虫相关的信号通路的激活，包括过敏反应与细胞死亡、离子交换通道、水杨酸途径、茉莉酸途径、苯丙氨酸解氨酶介导的途径以及其它一些抗性基因介导的途径；(2)与促进植物生长相关的信号通路的激活，包括一般的生长调节因子、胚轴延伸转录因子、生长转录因子、乙烯反应元件结合蛋白系以及蔗糖合成酶和其他胚胎形成酶等；(3)与植物抗逆相关的信号通路的激活，包括热休克蛋白、COR基因和耐盐锌蛋白等。另外可能还存在一条比较特殊的不依赖于NPRl介导的植物对细菌抗性的信号通路。最近的研究表明，Harpin类蛋白可能在植物的信号通路中起着重要作用。研究人员用Harpin处理拟南芥，发现拟南芥中Cl、Ca、K、H、Cu、Zn离子通道以及各种氧化酶被激活，这些氧化酶包括ACC合成酶、抗坏血酸氧化酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶、Cu分子伴侣前体等等。现在通常认为，植物细胞壁中广泛存在Harpin蛋白的受体，即Harpin结合蛋白(Harpin-binding proteins，HrBP)，Harpin可以通过与这些受体蛋白HrBP结合激活植物中的多条信号通路。这些信号通路大致可以分为以下三类(1)与植物抗病和驱虫相关的信号通路的激活，包括过敏反应与细胞死亡、离子交换通道、水杨酸途径、茉莉酸途径、苯丙氨酸解氨酶介导的途径以及其它一些抗性基因介导的途径；(2)与促进植物生长相关的信号通路的激活，包括一般的生长调节因子、胚轴延伸转录因子、生长转录因子、乙烯反应元件结合蛋白系以及蔗糖合成酶和其他胚胎形成酶等；(3)与植物抗逆相关的信号通路的激活，包括热休克蛋白、COR基因和耐盐锌蛋白等。另外可能还存在一条比较特殊的不依赖于NPR1介导的植物对细菌抗性的信号通路。更有趣的是，HarpinEa来自梨火疫病的病原菌E.amylovora，然而在转hrpNEa基因的梨上，HarpinEa也表现出非常强的抗病性，包括梨火疫病本身。Harpin蛋白虽然来源于病原菌，但作为一类非特异性的激发蛋白因子，却能引起非寄主植物发生过敏反应，并诱导其抗病性、驱虫性和抗逆性的增加，以及促进生长、提高产量等。
技术实现思路
一种编码植物多功能活性和广谱抗性细胞信号因子的基因hrpNEccs及其表达产物HarpinEccs蛋白质，基因来自胡萝卜软腐欧氏杆菌(Erwinia carotovorasubsp.carotovora)白菜软腐菌变种CSDS001菌株，该基因表达产物HarpinEccs蛋白具有多种功能活性，能诱导植物产生抗病性、驱虫性和抗逆性，并促进植物生长发育和提高产量；hrpNEccs基因的核甘酸序列特征(5′→3′)为1 atgcttaatt ctcttggtgg cggagcttct ctgcaaatca cgatcaaagc gggtggtaac61 ggcggtttat ttccatctca gtcttcacaa aatggcggat cgccatcgca gtcggcgttt121 ggtggccagc gtagcaacat cgcagaacag ctgtccgata tcatgacgac tatgatgttt181 atgggcagca tgatgggcgg cggcatgggc ggtgggctcg gtggtttagg cagtagcctg241 ggcggactcg gtggtggttt gctgggtggt ggcttgggtg gcggtctcgg cagtagcctt301 ggtagt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码植物多功能活性和广谱抗性细胞信号因子的基因ｈｒｐＮ↓［Ｅｃｃｓ］及其表达产物Ｈａｒｐｉｎ↓［Ｅｃｃｓ］蛋白质，其特征在于：ｈｒｐＮ↓［Ｅｃｃｓ］基因来自胡萝卜软腐欧氏杆菌（Ｅｒｗｉｎｉａｃａｒｏｔｏｖｏｒａｓｕｂｓｐ．ｃａｒｏｔｏｖｏｒａ）白菜软腐菌变种ＣＳＤＳ００１菌株，该基因表达产物Ｈａｒｐｉｎ↓［Ｅｃｃｓ］蛋白具有多种功能活性，能诱导植物产生抗病性、驱虫性和抗逆性，并促进植物生长发育和提高产量；ｈｒｐＮ↓［Ｅｃｃｓ］基因的核苷酸序列为：１ａｔｇｃｔｔａａｔｔｃｔｃｔｔｇｇｔｇｇｃｇｇａｇｃｔｔｃｔｃｔｇｃａａａｔｃａｃｇａｔｃａａａｇｃｇｇｇｔｇｇｔａａｃ６１ｇｇｃｇｇｔｔｔａｔｔｔｃｃａｔｃｔｃａｇｔｃｔｔｃａｃａａ　ａａｔｇｇｃｇｇａｔｃｇｃｃａｔｃｇｃａｇｔｃｇｇｃｇｔｔｔ１２１ｇｇｔｇｇｃｃａｇｃｇｔａｇｃａａｃａｔｃｇｃａｇａａｃａｇｃｔｇｔｃｃｇａｔａｔｃａｔｇａｃｇａｃｔａｔｇａｔｇｔｔｔ１８１ａｔｇｇｇｃａｇｃａｔｇａｔｇｇｇｃｇｇｃｇｇｃａｔｇｇｇｃｇｇｔｇｇｇｃｔｃｇｇｔｇｇｔｔｔａｇｇｃａｇｔａｇｃｃｔｇ２４１ｇｇｃｇｇａｃｔｃｇｇｔｇｇｔｇｇｔｔｔｇｃｔｇｇｇｔｇｇｔｇｇｃｔｔｇｇｇｔｇｇｃｇｇｔｃｔｃｇｇｃａｇｔａｇｃｃｔｔ３０１ｇｇｔａｇｔｇｇａｃｔｇｇｇｃａｇｔｇｃｇｃｔｃｇｇｃｇｇｃｇｇａｔｔａａｇｃｇｇｇｇｔｇｃｔｇｇｇｔｇｃｔｇｇｃａｔｇ３６１ａａｔｇｃｃａｔｇａａｔｃｃａｔｃｇｇｃｃａｔｇａｔｇｇｇｔａｇｃｃｔｇｃｔｇｔｔｔａｇｃｇｃｇｃｔｇｇａａｇａｔｃｔｇ４２１ｃｔｇｇｇｃｇｇｔｇｇｃａｔｇｔｃｇｃａｇｃａｇｃａｇｇｇｔｇｇｇｃｔｔｔｔｃｇｇｃａａｃａａａｃａｇｃｃｇｔｃｇｔｃｇ４８１ｃｃｇｇａａａｔｔｔｃｔｇｃｃｔａｔａｃｃｃａａｇｇｃｇｔｔａａｃｇａｔｇｃｇｃｔｇｔｃｃｇｃａａｔｔｃｔｇｇｇｃａａｃ５４１ｇｇｃｃｔｇａｇｃｃ　ａｇａｃｇａａａｇｇｇｃａａａｃｇｔｃａｃｃｇｔｔｇｃａａｃｔｇｇｇｔａａｔａａｃｇｇｔｃｔｇｃａａ６０１ｇｇｃｔｔｇａｇｃｇｇｔｇｃｇｇｇｔｇｃｇｔｔｔａａｔｃａａｃｔｇｇｇｔａｇｃａｃｇｃｔｇｇｇｇａｔｇａｇｃｇｔｔｇｇｇ　６６１ｃａａａａａｇｃｃｇｇｔｔｔｇｃａｇｇａｇｔｔｇａａｃａａｃａｔｃａｇｃａｃｇｃａｃａａｔｇａｔａｇｃｃｃｇａｃｇｃｇｔ７２１ｔａｃｔｔｃｇｔｇｇａｔａａａｇａａｇａｔｃｇｇｇｃｇａｔｇｇｃｇａａａｇ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伯骥，汤承，崔亚亚，
申请(专利权)人：成都派润生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]